在令人驚訝的量子模擬中從黑暗中擠出光明

三個強大的激光仔細對準可以產生神秘的第四束光，該光束被從黑暗本身中擋出。

當超高電磁場相遇時，我們可能預期從真空中產生的各種量子效應的模擬證實了這聽起來像是神秘力量在起作用。

來自英國牛津大學的研究團隊和葡萄牙的里斯本大學使用半經典方程求解器實時和三維模擬量子現象，測試當極強激光脈沖在虛空結合時會發生什么的預測。

“這不僅僅是學術上的好奇心——它是朝著量子效應的實驗確認邁出的重要一步，到目前為止，量子效應主要是理論上的。”說牛津物理學家彼得·諾里斯。

激光技術已經走了很長一段路自從它發明以來有點多半個世紀前.在短短的瞬間集中 PB 級的功率，理論上它們能夠字面意思是震動物質脫離了現實本身的結構。

我們認為的空白空間——在量子層面上——是一片充滿可能性的海洋。代表各種物理相互作用的場嗡嗡作響，我們將其視為光的基礎和物質本身的組成部分。這些虛擬粒子基本上在幾分之一秒內出現和消失。

他們要長期表現出來，所需要的只是正確的身體說服，阻止他們相互抵消;例如，當以適當的方式排列時，一系列強電磁場可能提供的那種說服力。

為了確定對激光功率的預測是否真的可以從無到有產生一些東西，Norreys 和他的團隊運行了基于數學在真空中支撐電磁場。

將數字代入他們的求解器中后發現，將三個適當強的激光束及其電磁場混合會產生一定程度的偏振，迫使虛擬光子在消失之前分開。稱為四波混合，散射光子將顯示為第四束光。

長期以來，人們一直預測到這種光子-光子散射是可能的，但迄今為止，在現實中觀察它的嘗試被證明是無效的。

“通過將我們的模型應用于三光束散射實驗，我們能夠捕獲所有量子特征，以及對相互作用區域和關鍵時間尺度的詳細見解，”說該研究的主要作者、牛津大學的物理學家 Zixin Zhang 教授。

雖然目前這些發現都是數字的，但它們確實比以前的模型提供了更物理現實的預期描述。我們可能也不需要等待那么久，結果就會受到最終的考驗。

這極輕基礎設施項目羅馬尼亞目前擁有世界上最先進的高功率激光基礎設施，在超短光爆發中已經實現了約 10 拍瓦的平均功率。

與此同時，EP-OPAL 項目美國羅切斯特大學正在開發兩個 25 拍瓦的光束，光子-光子散射實驗已經在計劃中。這上海高重復率 X 射線自由電子激光器和極光設備中國也希望今年打破記錄，目標是使用其自由電子技術達到 100 拍瓦。

只使用光子來產生必要的電磁場，希望從黑暗中散射出來的光不會隱藏在其他粒子的迷霧中，最終一勞永逸地證明，在物理學中，可以從無到有中擠出一些東西。

這項研究發表在通信物理學.

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